双酚A母体传递效应对斑马鱼子代发育免疫系统的影响

Bisphenol A is well-known endocrine disrupting-chemicals becoming ubiquitous in the aquatic environment and its presence can be bioaccumunated in fish that affect the health and functional activities of their offspring. In fish developmental immune system have been shown to be sensitive to environmental contaminants including BPA. However, whether parental exposure to BPA in fish could be transferred to the offspring resulting in developmental immunotoxicity are still unclear. The objective of the present program will be to identify envrionmentally relevant concentrations of BPA for parental exposure that would cause developmental immunotoxicity in the offspring. We will verify the “maternal transfer effects” of BPA in fish; analyse the immune cells formation and function using transgenic zebrafish; evaluate non-specific or specific immune factos expression in offspring using two-dimensional electrophoresis; ultimately, we will ascertain the defences ability of immune system by offspring expose to bacteria and virus. The results of these in vivo analyses provide strong and direct evidence for assessing maternal transfer effects of BPA on offspring immune system in fish, but also provide reference data for the ecological risk assessment of BPA, and theoretical basis for healthy aquaculture.

双酚A（bisphenol A，BPA）是公认的环境内分泌干扰物，由于其在水体中的广泛存在且能在鱼类母体中富集从而可能影响其子代的生长发育和功能活动。鱼类发育免疫系统对BPA具有很高的敏感性，但关于BPA是否能够通过母体传递作用而影响子代发育免疫系统并不清楚。本项目拟在鱼类研究BPA的母体传递效应，并结合BPA污染与鱼类抗病能力的关系，研究BPA通过母体传递对鱼类子代免疫系统的影响。研究内容包括BPA通过在母体内的富集是否能传递到子代体内；应用转基因鱼技术分析子代免疫细胞的形成与功能受到的影响；然后用双向电泳技术详细分析子代免疫系统中免疫因子的表达变化；最后采用细菌和病毒对子代的暴露，研究BPA通过母体传递后是否影响子代的免疫防御能力。通过本研究，可丰富对BPA在硬骨鱼中母体传递与子代发育免疫系统相互关系的认识，为评价BPA的生态风险提供可借鉴的资料，也为鱼类健康养殖提供进一步的理论基础。

环境污染物对人类和动物的跨代效应已被广泛关注，并因其复杂性而日益受到重视。双酚类化合物是具有相似化学结构的精细化学品，其主要用途为多种聚合材料的合成单体，橡胶工业中的交联剂等，目前已大量应用于人们的日常生活用品的生产及使用中。双酚A（BPA）是其中最具代表性的化合物。然而，随着公众对BPA健康影响的关注，世界范围内BPA已经被建议限制使用。因此，这促使相关行业寻求替代品。双酚类似物就成为用于“不含BPA”产品中的BPA优先替代品。在本研究中，使用模式动物斑马鱼来评估亲本全生命周期暴露于BPA及其类似物BPF和BPS对其子代固有免疫系统的影响。在F0代中，我们首先研究了BPA对胚胎发育和雄性斑马鱼脑组织的影响，利用同位素相对标记与绝对定量技术（iTRAQ）检测和鉴定胚胎和脑组织中差异表达蛋白。研究发现，BPA暴露后，26种蛋白质在斑马鱼胚胎中差异表达。综合毒性分析预测这些蛋白质与发育和代谢紊乱显着相关。在雄鱼脑组织中鉴定了46种差异蛋白，主要功能包括代谢和转运，细胞质和细胞器，离子和核苷酸结合等。在F0代亲本成年后，对F1代分析表明BPA，BPF和BPS可以通过母体传递在子代体内富集。对F1子代进一步暴露或不暴露于BPA，BPF和BPS，直到受精后72小时（hpf），用病毒模拟物poly I:C或细菌模拟物Pam3Cys-Ser-Lys4对幼鱼进行刺激24小时，检测F1免疫防御能力。结果显示，F1幼鱼的溶菌酶活性受到显着诱导，呼吸爆发反应和氧化防御基因受到抑制。Toll样受体通路及其下游分子和炎性细胞因子等固有免疫相关基因显着下调，而基质金属蛋白酶上调。另外，未成熟适应性免疫系统中的重组激活基因显着下调。此外，结合iTRAQ技术，用生物信息学工具分析在F1斑马鱼胚胎发育过程中受双酚类化学品干扰的蛋白质表达网络。这些结果表明双酚类化学品通过母体传递降低子代免疫防御能力，长期暴露于双酚类化学品的鱼可能易受病原体感染。本项目研究还表明BPF和BPS与BPA具有相似的毒性通路，为后续开展双酚类污染物对人体健康风险提供了研究基础。